Carmen Suarez: Problema del Nodo Oculto en redes inalámbricas.

El problema del nodo oculto es mejor conocido en el estándar IEEE 802.11 de redes inalámbricas. La mayoría de los estudios que se han realizado de este problema se hicieron mediante simulaciones, no experimentos.

Experimentos.

Se configuraron 6 nodos conectados en una red multihop (esto es una red de múltiples saltos, es decir que un paquete puede viajar largas distancias por medio de mecanismos de almacenamiento y envió, un nodo transmite al otro nodo, el cual a su vez retransmite el paquete). Esta red tiene 6 laptops DELL Latitude D505 con 1.5GHz Celeron Mobile con 512MD de RAM. Cada nodo tiene una tarjeta de red WLAN Buffalo WLI2-CF-S11 IEEE 802.11, todas corren RedHat Linux 9.

Para facilitar el experimento, la potencia de transmisión de cada tarjeta WLAN se establece a un valor pequeño de -38dBm. Esto hace que el efecto de bajar la escala del rango de transmisión. Las tasas de los datos se configuraron a 11Mbps. El mecanismo RTS/CTS se desactivó. Las fuentes de datos son flujos de tráfico UDP tienen un tamaño de paquete fijo de 1460bytes.

Se investigaron los intervalos de transmisión (TXRange) variando la distancia entre los nodos 1 y 2, para velocidades de transmisión de datos de 2Mbps y 11Mbps. El enlace 2 se encuentra inactivo. La siguiente gráfica muestra que la velocidad de 11Mbps de la transmisión de datos cae precipitadamente después de una distancia de 2.2 metros mientras que la velocidad de transmisión de datos de 2Mbps se degrada gradualmente hasta 10 metros.

El ajuste por default del simulador NS2 asume que la velocidad de 2Mbps tiene una "dura" distancia (como 250 metros), debajo de la cual todas las transmisiones tienen éxito, y las que se encuentren por encima no tienen éxito. El resultado del experimento indica que un modelo de transmisión mas apropiado sería uno en el que la probabilidad de transmisiones exitosas es una función gradual de la distancia.

En términos de rendimiento, se puede crear un modelo de transmisión que tenga dos rangos de funcionamiento, una que tenga capacidad para todo el rango de transmisión y otro que tenga solo capacidad para una parte del rango de transmisión. Por ejemplo con 11Mbps, uno que 2.2m mientras el otro con 0.4 metros. Para 4Mbps uno con 3 metros mientras el otro con 6 metros.

En el siguiente experimento se varía la distancia ahora será del nodo 1 al nodo 3 con las distancias de los enlaces 1 y 2 establecidos a 2 metros. Los rendimientos en función de la separación de los enlaces depende de la operación de detección de la portadora. En este experimento se utiliza una pequeña distancia para facilitarlo.

Se establece y como la distancia entre los nodos 1 y 3, y x la distancia entre los nodos 2 y 3. Las formas particulares de las curvas sugieren la detección de portadora que incluya diferentes regiones.

En la siguiente gráfica, se muestran los nodos separados de cada enlace por 250 metros. Se observan 4 regiones, todas ellas tienen diferentes barreras. Estas regiones "dificiles" no existen en un experimento de redes reales. Por lo tanto, se supone un modelo probabilístico en el que la probabilidad de detección de la portadora sea una función gradual de la distancia. Los rendimientos del enlace uno en la región 2 (560 <= y <= 690) se degradan a 0, estos resultados son diferentes de los anteriores.

RTS/CTS

Ahora se utiliza el mecanisco RTS/CTS. En las figuras siguientes se muestra que usando tanto para 2Mbps y 11Mbps para transmitir los daos no se puede prevenir el problema de terminal oculta mientras RTS del nodo 1 choca con los datos del nodo 3 al nodo 2. El rendimiento del enlace uno degrada a menos que 2Mbps, que es incluso peor que sin RTS/CTS.

Carga óptima

Existe una propuesta establecida en el IEEE 802.11 para controlar la carga en el flujo de tráfico de la comunicación multi-hop para eliminar la tasa de pérdida de paquetes. La existencia de una carga óptima se derivó por una simulación y análisis. Por otro lado, no esta claro si esta existe en redes reales multi-hop. Con este experimento se comprobaron los resultados y la carga óptima es obtenida a 1.25Mbs. Arriba de este valor, la carga ofrecida es insostenible, se produce una pérdida alta de paquetes.